Guillain studierte Medizin zunächst in seiner Heimatstadt, später in Paris. 1902 wurde er promoviert. Von 1923 bis 1947 hielt Guillain den Lehrstuhl für Neurologie am Hôpital Salpêtrière in Paris als Nachfolger seines Lehrers, des berühmten Neurologen Pierre Marie (1853–1940). 1951 wurde er Mitglied der Académie des sciences.
G. Guillain, J. A. Barré, A. Strohl: Sur une syndrome de radiculo-névrite avec hypoalbuminose du liquide céphalo-rachidien sans réaction cellulaire. Remarques sur les caractères cliniques et graphiques des réflexes tendineux. In: Bull Soc Méd Hôp Paris. 40, 1916, S. 1462–1470.
